Τα μεμονωμένα μόρια δείχνουν υπόσχεση να ανιχνεύουν οπτικά μεμονωμένα ηλεκτρόνια
* Τα ηλεκτρόνια είναι τα θεμελιώδη δομικά στοιχεία της ύλης και της ηλεκτρικής ενέργειας και η κατανόηση της συμπεριφοράς τους είναι απαραίτητη για πολλούς τομείς της επιστήμης και της τεχνολογίας. Ωστόσο, τα ηλεκτρόνια είναι επίσης πολύ μικρά και δύσκολο να ανιχνευθούν, ειδικά στο επίπεδο ενός μορίου.
* Τώρα, οι ερευνητές στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας, Berkeley, έχουν αναπτύξει μια νέα μέθοδο για την οπτική ανίχνευση μεμονωμένων ηλεκτρονίων χρησιμοποιώντας μεμονωμένα μόρια. Η μέθοδος βασίζεται στο γεγονός ότι ο φθορισμός ενός μορίου μπορεί να σβήσει από την παρουσία ενός ηλεκτρονίου. Με τον προσεκτικό έλεγχο του περιβάλλοντος ενός μόνο μορίου, οι ερευνητές ήταν σε θέση να ανιχνεύσουν την παρουσία ενός μόνο ηλεκτρονίου με υψηλό βαθμό ευαισθησίας.
* Η νέα μέθοδος θα μπορούσε να έχει ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών, συμπεριλαμβανομένης της ανάπτυξης νέων ηλεκτρονικών συσκευών, της μελέτης των βιολογικών διεργασιών και της ανίχνευσης των χημικών ειδών.
Πώς λειτουργεί η μέθοδος
Η νέα μέθοδος λειτουργεί χρησιμοποιώντας ένα μόνο μόριο μιας φθορίζουσας βαφής που συνδέεται με μια μεταλλική επιφάνεια. Όταν υπάρχει ένα ηλεκτρόνιο στην μεταλλική επιφάνεια, μπορεί να σβήσει τον φθορισμό της βαφής. Αυτό σημαίνει ότι η ένταση του φθορισμού που εκπέμπεται από τη βαφή θα μειωθεί όταν υπάρχει ένα ηλεκτρόνιο.
Οι ερευνητές μέτρησαν την ένταση φθορισμού της βαφής χρησιμοποιώντας ένα εξαιρετικά ευαίσθητο μικροσκόπιο. Με τον προσεκτικό έλεγχο του περιβάλλοντος του μορίου, ήταν σε θέση να εξαλείψουν άλλες πηγές φθορισμού, όπως η παρουσία άλλων μορίων ή μολυσματικών ουσιών. Αυτό τους επέτρεψε να ανιχνεύσουν την παρουσία ενός μόνο ηλεκτρονίου με υψηλό βαθμό ευαισθησίας.
Εφαρμογές της νέας μεθόδου
Η νέα μέθοδος θα μπορούσε να έχει ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών, συμπεριλαμβανομένης της ανάπτυξης νέων ηλεκτρονικών συσκευών, της μελέτης των βιολογικών διεργασιών και της ανίχνευσης των χημικών ειδών.
* Νέες ηλεκτρονικές συσκευές: Η νέα μέθοδος θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την ανάπτυξη νέων ηλεκτρονικών συσκευών που βασίζονται σε μεμονωμένα μόρια. Αυτές οι συσκευές θα μπορούσαν να είναι πολύ μικρότερες και πιο αποτελεσματικές από τις παραδοσιακές ηλεκτρονικές συσκευές και θα μπορούσαν επίσης να χρησιμοποιηθούν για τη δημιουργία νέων τύπων αισθητήρων και ανιχνευτών.
* Μελέτη βιολογικών διεργασιών: Η νέα μέθοδος θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη βιολογικών διεργασιών που περιλαμβάνουν τη μεταφορά ηλεκτρονίων. Αυτές οι πληροφορίες θα μπορούσαν να βοηθήσουν τους ερευνητές να κατανοήσουν καλύτερα τον τρόπο λειτουργίας των κυττάρων και του τρόπου με τον οποίο αναπτύσσονται οι ασθένειες.
* Ανίχνευση χημικών ειδών: Η νέα μέθοδος θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την ανίχνευση της παρουσίας συγκεκριμένων χημικών ειδών. Αυτές οι πληροφορίες θα μπορούσαν να είναι χρήσιμες για την περιβαλλοντική παρακολούθηση, την εγχώρια ασφάλεια και την ιατρική διάγνωση.
